1. Zadania diagnostyki technicznej (diagnoza, prognoza, geneza).

Diagnostyka Techniczna (technical diagnostics) dziedzina wiedzy obejmującą całokształt zagadnień: • teoretycznych-Jako nauka dostarcza metod i środków do realizacji powyższych zadań; • praktycznych-Od strony wykonawczej - obiektywna ocena stanu maszyny wynikającej z badań. Sprowadza się ona do: • pomiarów i analiz dostępnych dla obserwacji symptomów stanu technicznego; • wnioskowania na podstawie uzyskanego zbioru danych, zgodnie z wiedzą (a’priori) o maszynie.

Diagnoza - określenie bieżącego stanu technicznego,

Geneza - określenie przyczyn zaistnienia obecnego stanu,

Prognoza - określenie horyzontu czasowego przyszłej zmiany stanu technicznego.

2. Symptomowa krzywa życia obiektu

Symptom stanu technicznego - wielkość fizyczna (jej miara lub charakterystyka) współzmiennicza ze stanem technicznym obiektu.

3. Klasyfikacja symptomów diagnostycznych

Symptom stanu obejmuje trzy grupy charakterystyk lub parametrów możliwych do obserwacji diagnostycznej:

a) Parametry funkcjonalne - robocze maszyny jak np. moc, maksymalna prędkość, sprawność - w celu ich określenia konieczne jest okresowe wyłączenie maszyny i poddanie badaniom testowym.

b) Parametry i charakterystyki będące bezpośrednimi objawami zużycia,np pomiar odchyłek kształtu wymiarów w stosunku do wzorca maszyny sprawnej - konieczne zatrzymanie i demontaż maszyny; detekcja wad i uszkodzeń metodami NDT.

c) Towarzyszące procesy resztkowe np. wibroakustyczne, termiczne, elektryczne, tarciowe; dają możliwość diagnozowania bezdemontażowego podczas normalnej pracy maszyny.

4. Procesy resztkowe jako symptomy diagnostyczne.

Proces resztkowy - jest to proces towarzyszący w sposób niezamierzony i nieodłączny funkcjonowaniu maszyny. Można do nich zaliczyć procesy termiczne, tarciowe elektryczne wibroakustyczne (drgania, hałas i pulsacja medium roboczego w maszynie). Procesy te są w wielu wypadkach objawami zużycia np. produkty ścierania, np. drgania powodujące zmęczenie materiału. Sprawność energetyczna procesów resztkowych jest bardzo mała rzędu 10-6 (w odniesieniu do dostarczonej mocy). Zwrotnie działanie na obiekt ma zazwyczaj charakter destrukcyjno - niszczący.

Klasyfikacja procesów resztkowych stosowanych jako symptomy stanu obiektów technicznych

5. Diagnostyka w kolejnych etapach życia obiektu technicznego.

6. Podział maszyn z uwagi na ich krytyczność oraz systemy diagnostyczne stosowane do monitorowania stanu technicznego maszyn.

Maszyny ogólnego przeznaczenia. Ich awaria nie wpływ na przebieg produkcji. Wystarcza doraźna ogólna ocena stanu technicznego. Stosowane są przenośne analizatory i mierniki drgań.

Maszyny istotne Awaria może spowodować zmniejszenie wydajności. Do nadzorowania stosuje się mikroprocesorowe zbieracze danych współpracujące z komputerowymi bazami danych tzw. systemy off- line (nadzoru okresowego)

Maszyny krytyczne Ich awaria prowadzi do zatrzymaniem procesu produkcyjnego, zagrożenia życia, środowiska. Stosuje się systemy on–line ( nadzoru ciągłego) wyposażone coraz częściej w systemy doradcze i ekspertowe.

7. Rodzaje polityki remontowej maszyn i urządzeń.

a) remonty poawaryjne

b) remonty zapobiegawcze warunkowane czasem

c) remonty warunkowane stanem technicznym maszyny

8. Podstawowe miary sygnału drganiowego stosowane w diagnostyce technicznej.

• przemieszczeń drgań x(t); • prędkości drgań v(t); • przyspieszeń drgań a(t); • ciśnienia akustycznego p(t)

Wartość średnia average - chwilowe nawet wysokie skoki amplitud nie są dobrze reprezentowane (własności uśredniania). Wartość skuteczna RMS-Dobrze odzwierciedla zawartość energetyczną sygnału. Wartość szczytowa dodatnia. Wartość szczytowa ujemna. Wartość międzyszczytowa. Stała składowa sygnału constant komponent-przesunięcie sygnału względem 0.

9. Strefy klasyfikacyjne intensywności drgań (zgodnie PN ISO 10816).

10. klasy maszyn

Klasa I Małe maszyny do 15kW ( silniki i podzespoły połączone podczas pracy na stałe z całą maszyną (agregatem)).

Klasa II -Maszyny średniej wielkości 15-75 kW (bez specjalnego fundamentowania); -Silniki i maszyny do 300 kW (sztywno zamontowane na specjalnych fundamentach)

Klasa III -Wielkie maszyny z masami wirującymi – zamontowane na sztywnych i ciężkich fundamentach o małej podatności w kierunku pomiaru drgań

Klasa IV -Wielkie maszyny z masami wirującymi(zamontowane na stosunkowo podatnych fundamentach w kierunku pomiaru drgań , np. turbiny energetyczne, turbiny gazowe)

11. Sposoby posadowienia sztywnego i sprężystego maszyn.

Posadowienie sztywne - bez dodatkowych elementów sprężystych; masa dodatkowa na sztywno związana z maszyną (blok fundamentowy). m_d > 10*m gdzie: m_d - masa dodatkowa (blok fundamentowy); m - masa maszyny

Posadowienie sprężyste - zapewnia swobodne przemieszczanie się maszyny (np. na wibroizolatorach ); najniższa częstotliwość drgań własnych fw powinna być co najmniej 4 –krotnie niższa od częstotliwości obrotowej wirnika fo.

f_w < $\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{4}}$ f₀ gdzie: f_w - najniższa częstotliwość drgań własnych; f₀ - częstotliwość obrotowa wirnika

12. Lokalizacja przetworników na obiekcie zgodnie z PN ISO 10816.

Sposób oznaczania punktów pomiarowych (dowolny) np. S – silnik; Ł – łożyska napędzanej maszyny licząc od strony jednostki napędowej (silnika)

Miejsca lokalizacji przetworników(zalecane): - obudowy łożysk; - podpory łożyskowe; - elementy konstrukcyjne przenoszące siły dynamiczne charakteryzujące stan drganiowy maszyny

Liczba punktów pomiarowych: - podczas prób odbiorczych maszyn zazwyczaj wszystkie możliwe punkty charakterystyczne; - nadzór eksploatacyjny zazwyczaj jeden dwa punkty reprezentatywne poziomy (H) i/lub pionowym (V)

13. Wymagania dotyczące aparatury stosowanej do badań zgodnie z PN ISO 10816.

-Pomiar drgań bezwzględnych

-Pasmo pomiarowe min. 10-1000 Hz obejmujące zakres częstotliwości obrotowej i kilku nadharmonicznych obrotowej)

-Błąd pomiarowy poniżej 10%

-Czas uśredniania min.1s (zazwyczaj wymagany jest dłuż. czas) w przypadku modulacji zanotować zakres zmienności wskazań

-Wzorcowanie przed i po dokonaniu pomiarów

-Mocowanie przetwornika zapewniające liniowe przetwarzanie sygnałów w paśmie pomiarowym

14.Niewyrównoważenie wirników sztywnych

Ogólna charakterystyka zjawiska. Wspólna cecha wszystkich elementów wirujących: maszyny wirnikowe - niewyważenie jest niepożądane, efekt uboczny wynikający z: • niedoskonałości materiału, • procesu wytwarzania, • zużycia eksploatacyjnego, maszyny tłokowe (w przypadku wałów wykorbionych) • niewyważenie jest dobrane przez konstruktora; • najlepiej aby było niezmienne w czasie eksploatacji.

NIEWYRÓWNOWAŻENIE - skutki: • ocieranie o uszczelnienia; • ocieranie wirnika o obudowę; • przytarcia w łożyskach ślizgowych; • zmęczenie materiału wirnika (pękanie); • duże obciążenia dynamiczne łożysk tocznych w konsekwencji zmniejszenie ich trwałości lub zniszczenie; • drgania rezonansowe maszyny; • zwiększenie luzów mechanicznych

NIEWYRÓWNOWAŻENIE - przyczyny:

ZUŻYCIE CIERNE Np.ścieranie się materiału elementów wirnika na skutek realizacji procesu technologicznego, zużywanie się ściernicy w procesie szlifowania

ZUŻYCIE EROZYJNE • erozja chemiczna (korozja); • elektrochemiczna (elektroerozja); • o charakterze mechanicznym np. kawitacja - generacja

OSADZANIE (PRZYKLEJANIE) SIĘ ZANIECZYSZCZEŃ na wirniku przyczyna (wilgoć+ pył; efekt nieszczelności instalacji, niesprawność układów filtrujących). Nagłe oderwanie się osadu będzie widoczne w trendzie drgań jako nieciągłość (spadek lub wzrost).

OSADZANIE SIĘ ZANIECZYSZCZEŃ W PROFILACH ZAMKNIĘTYCH Osadzanie się pyłu wewnątrz łopatek o przekroju lotniczego (nieszczelność, pęknięcia , przetarcie). Wraz ze wzrostem grubości (masy) osadu rośnie niewyrównoważenie.

WADY MONTAŻOWE mogą powodować: • deformacje ( wygięcie) wirnika; • przykoszenie tarczy łopatkowej itp. Typowe wady montażowe: • nierównomierne dokręcanie śrub - powoduje asymetryczne odkształcenie złącza. Stosowanie śrub o różnych długościach , podkładek itp. Źle dobrane połączenia skurczowe - mogą powodować duże jednostronne naprężenia ściskające wzdłużne i w konsekwencji wygięcie wału. Nie usunięcie naprężeń spawalniczych (poprzez np. wyżarzanie , odprężanie wibracyjne)

WADY MATERIAŁOWE (rzadzizny, niedolania, niejednorodność materiału - nierównomierny rozkład gęstości materiału , jamy skurczowe w dużych elementach odlewanych). W kołach samochodowych - wady opon, bieżnikowanie, nadmierne zużycie (po np. awaryjnym hamowaniu)

WADY OBRÓBCZE (błędy kształtu) Wyjątkowo duże niewyważenie dla elementów spawanych i odlewanych. Znacznie mniejsze niewyważenie dla elementów wykonanych obróbką skrawaniem - (wynikają z błędów mocowania elementów w obrabiarce)

DEFORMACJE TERMICZNE (np. wygięcie wału, tarcz, wieńców łopatkowych) Mogą być powodowane przez niejednorodność materiału, nierównomierny rozkład temperatur na wirniku.

RODZAJE Niewyważenia: • statyczne • quasi statyczne • momentowe • dynamiczne

15. Metody diagnozowania łożysk tocznych (zasada każdej z metod - na czym polega, zalety, wady, ograniczenia).

a) Emisja akustyczna ea – sygnały wysokoczęstotliwościowe („trzaski materiałowe”) towarzyszące m.in. pęknięciom materiału, wewnętrznemu tarciu międzycząsteczkowemu, ruchom dyslokacji. Najczęściej stosowane pasmo: 100 (50) kHz - 1 MHz (zależnie od ośrodka i charakteru zjawisk). Stosowane metody analizy sygnału EA: zliczanie impulsów, analiza częstotliwości ich występowania, średnia energia zdarzeń impulsowych. Stosowana do oceny stanu łożysk szczególnie odpowiedzialnych. ZALETY: Bardzo wczesne wykrywanie uszkodzeń (detekcja początku degradacji, wejście w fazę przyspieszonego zużycia) WADY: Brak zaleceń i norm zawierających zasady wartościowania i interpretacji wyników.

b) Pomiar impulsów udarowych Metoda SPM - Shock pulse measurement (SPM® Method) Wykorzystuje pomiar impulsów udarowych w paśmie rezonansu przetwornika ok. 32 kHz. Opracowano skale ocen jakości łożysk z uwzględnieniem wielkości łożyska i prędkości obrotowej. Ocena polega na porównaniu aktualnie zmierzonego poziomu prędkości uderzeń z poziomem łożyska bez defektów Istotne jest przestrzeganie zasad lokalizacji i mocowania przetwornika. ZALETY: Szybki Pomiar łatwa obsługa. Wczesne wykrywanie uszkodzeń. Opracowano wartości kryterialne dla oceny poszczególnych łożysk. WADY: Pomiar uzależniony od miejsca pomiaru i sposobu mocowania przetwornika. Inne źródła (np. kawitacja, udary w innych elementach ) mogą zakłócać pomiar. Wymagana jest znajomość średnicy otworu łożyska i prędkości obrotowej.

c) Pomiar kurtozy - wielkość bezwymiarowa definiowana jako: K=$\frac{\frac{1}{T}\int_{0}^{T}{x^{4}\left( t \right)\text{dt}}}{{(\frac{1}{T}\int_{0}^{T}{x^{2}\left( t \right)dt)}}^{2}}$ Dla łożysk bez defektów K wynosi ok. 3 dla łożysk z defektami przyjmujemy wyższe wartości. Wzrost kurtozy informuje o pogarszaniu się stanu łożyska. Zależna jest od pasma częstotliwości w którym dokonywany jest pomiar (przykładowo British Steel Corporation stosuje 5 pasm w zakresie częstotliwości pasmo2.5 –80 kHz). Nie jest zależna od prędkości obrotowej i obciążenia łożyska. ZALETY: Szybki i prosty pomiar; Nie jest wymagana znajomość wymiarów łożyska i warunków pracy; Możliwe jest wykrywanie uszkodzeń we wczesnej fazie ich rozwoju. WADY: Konieczność indywidualnego doboru pasma pomiarowego dla danego węzła łożyskowego.

d) Pomiary drgań łożysk - Pomiar drgań bezwzględnych mierzone są głównie wartości skuteczne: przyspieszeń drgań (preferowane) i prędkości drgań (rzadko). Pomiar drgań względnych (stosowane bardzo rzadko tylko dla dużych maszyn wolnoobrotowych np. walcarek) – mierzone są amplitudy przemieszczeń drgań (umożliwia to śledzenie luzów i zużycia ciernego łożysk). Stosowane pasma pomiarowe: 10 Hz – 15 kHz (dla przyspieszeń), zalecane pasmo powyżej 3.5 kHz 10 Hz – 1kHz (lepiej 10 kHz) (dla prędkości). Wartości graniczne drgań: Brak zaleceń normowych, przyjmowane są indywidualnie na podstawie własnych pomiarów i doświadczeń. Jeśli ich nie mamy to w ostateczności wstępnie dla pomiarów prędkości drgań możemy je przyjąć na podstawie norm (np. VDI 2056 PN ISO 10816). ZALETY: Szybka ocena, tanie oprzyrządowanie. WADY: Ocena stanu ma charakter ogólny; niemożność identyfikacji defektów. Niejednoznaczność z uwagi na możliwość wystąpienia zakłóceń z innych źródeł i zjawisk.

e) Analiza widmowa drgań łożysk - Skład widmowy sygnału drganiowego łożyska: Każdy uszkodzony element łożyska generuje impulsy, których częstotliwość w większości przypadków jest proporcjonalna do prędkości obrotowej wału. Częstotliwości powtarzania impulsów są zależne od: geometrii łożyska; liczby elementów tocznych; miejsca uszkodzenia (bieżnia wewnętrzna, bieżnia zewnętrzna, element toczny, kosz). Sygnały odbierane przez czujniki drgań są w rzeczywistości drganiami strukturalnymi obudowy łożyska pobudzanej przez (mikro/ makro) uderzenia występujące w łożysku; W rzeczywistych maszynach drgania niskoczęstotliwościowe są „maskowane” przez drgania pochodzące z innych źródeł. Pasmo wysokoczęstotliwościowe jest najbardziej przydatne i w dużej mierze stosowane w diagnostyce i monitorowaniu. Sygnały związane z uderzeniami są poddawane ekstrakcji poprzez zastosowanie technik demodulacyjnych.

Klasyczna wąskopasmowa analiza widmowa jest mało przydatna. Zalecana analiza szerokopasmowa do kilkudziesięciu khz. Pozwala ona na ocenę stanu na podstawie porównania składu widmowego w poszczególnych pasmach. Częściej stosowane są bardziej subtelne i zaawansowane techniki: - zoom FFT poprawa rozdzielczości w interesującym paśmie możliwe odnalezienie kolejnych harmonicznych sygnału okresowego); - analiza cepstralna – widmo z widma ( identyfikacja harmonicznych i wstęg bocznych (modulacyjnych); - analiza widmowa obwiedni sygnału. ZALETY: Możliwa separacja informacji diagnostycznych od zakłóceń; Możliwość identyfikacji i śledzenia rozwoju uszkodzonego elementu (w przypadku technik zaawansowanych). WADY: Wymagana znajomość konstrukcji łożyska i danych katalogowych (przydatny program np. Atlas firmy SKF); Niezbędny jest analizator widmowy lub dedykowane oprogramowanie analizujące; Brak wartości kryterialnych.

f) Pomiar temperatury - Temperatura łożyska nie powinna przekraczać 120 °C Wzrost temperatury 10 - 20 °C w odniesieniu do nominalnej świadczy złym smarowaniu lub o lawinowo postępującej degradacji. ZALETY: wysoka wiarygodność i pewność diagnozy; nieskomplikowany pomiar; prosta interpretacja wyników. WADY: bazuje na semistatycznym procesie resztkowym - duża bezwładność wskazań; niektóre uszkodzenia nie powodują wzrostu temperatury; zmiany termiczne następują w końcowej fazie życia łożyska – są zwiastunem lawinowego rozwoju uszkodzenia – zwykle za mało czasu na podjęcie działań zapobiegawczych

16. Metoda diagnozowania przekładni zębatych: wizualna, wibroakustyczna (drganiowa) oraz ferrograficzną.

a) Badania wizualne-to proces obserwacji prowadzonej; -nieuzbrojonym okiem; -przy użyciu różnych zestawów pomocniczych

Cel badań: – sprawdzenie czy badany obiekt spełnia wymagania zawarte w normach przepisach warunkach technicznych; – Badania wizualne obejmują również pomiar rozmiarów wad lub uszkodzeń elementu czy badanego urządzenia

b) Wibroakustyczna (drganiowa) – na podstawie pomiarów i analizy drgań mechanicznych generowanych podczas pracy przekładni; (metoda podstawowa wykorzystująca dynamiczny proces

resztkowy. Zjawiska wibroakustyczne obejmują pasmo częstotliwości od ułamków Hz do MHz.

Cechy: - Zmiana stanu technicznego objawia się natychmiast w składzie widmowym sygnałów wibroakustycznych - natychmiastowe wykrycie uszkodzenia w przypadku systemów on-line

- możliwość lokalizacji uszkodzonych podzespołów .

- możliwa ocena ogólna stanu technicznego oraz identyfikacja typu uszkodzenia ( np. niewyważenie, nieosiowość, pęknięcie zgięcie wirników uszkodzenie łożysk itd..

- możliwość detekcji uszkodzeń we wczesnej fazie ich rozwoju, i prognozowania rozwoju uszkodzenia

c) Ferrograficzna - wykorzystującą obserwację procesu powstawania produktów zużycia przekładni zębatej - rozmiary, kształt; (metoda uzupełniająca bazująca na semistatycznym procesie resztkowym).

Ferrografia analityczna polega na: • wyodrębnieniu produktów zużycia elementów maszyny z oleju; • rozłożeniu ich w zależności od wielkości (pod wpływem silnego pola magnetycznego) na przezroczystym podkładzie; • obserwacji pod mikroskopem optycznym lub elektronowym; • ocenie na podstawie katalogu form zużycia (sporządzonego dla danego typu urządzenia).

17. Identyfikacja uszkodzeń przykładni zębatych na podstawie badań wizualnych (rozpoznawanie , przyczyny, sposoby zapobiegania/eliminacji niesprawności).

a) Zużycie - ubytki metalu na powierzchni zębów w miejscu ich wzajemnego kontaktu; • normalne zużycie powolna utrata materiału (metalu) z powierzchni kontaktowej tempo ubytku - zgodnie z zakładanym czasem „Życia” przekładni”; • nadmierne zużycie ( ścierne) natychmiast wyłączyć !!!

Przyczyna • przeciążenie zanieczyszczenie oleju brak obróbki wykańczającej powierzchni zębów; • nieodpowiedni sposób, zły reżim smarowania

Jak zaradzać zapobiegać • obróbka wykańczająca zębów na etapie produkcji; • nie przeciążanie przekładni ( wzgl. zalecenia producenta); • usuwanie drobin (po wytwórczych, produktów zużycia i zanieczyszczeń) mogących cyrkulować w oleju pomiędzy zębami (w trakcie docierania nowej przekładni - dogładzania i polerowania eksploatacyjnego powierzchni zębów); • zalecana wymiana oleju; • przepłukiwanie przekładni; • stosowanie filtrów olejowych

b) Zmęczenie powierzchni ( pitting) - powstawanie ubytków materiału w postaci początkowo w postaci dziurek aż do żerów. • Initial pitting może pojawić się w początkowej fazie pracy nie jest groźny dopóki się nie rozwija dalej (czasem może być znaczący zaraz od samego początku); • destructive pitting zaczyna się rozwijać poniżej linii ( średnicy) prowadzi do zmiany zarysu zęba, powoduje zainicjowanie pęknięć i łuszczenia i wyruszeń

Przyczyna • jest wynikiem powtarzających cyklicznych się naprężeń podpowierzchniowych powyżej granicy wytrzymałości zmęczeniowej

Jak zaradzać zapobiegać • Szlifowanie polerowanie uszkodzeń opóźnia destrukcję; • niekiedy pomaga stosowanie wysokociśnieniowych środków smarnych

c) Płynięcie plastyczne - deformacja powierzchni będąca efektem płynięcia materiału pod wpływem dużego obciążenia.

• efekt podobny jak przy walcowaniu, kuleczkowani (śrutowaniu) (rolling, peening); • pojawiają się pofalowania i wgniotły na powierzchni na skutek przeciążeń i współpracy zębów o charakterze udarowym; • pojawienie się charakterystycznych „płetw” na krawędziach i końcach zębów)

Przyczyna • Zbyt duże obciążenie , w szczególności obciążenia o charakterze udarowym; • Zbyt miękki materiał kół zębatych

Jak zaradzać zapobiegać • redukowanie luzów między zębnych; • niekiedy pomaga stosowanie wysokociśnieniowych środków smarnych

d) Przeciążenie - materiał wygląda jakby był usuwany progresywnie warstwami lub w postaci płatków

Przyczyna • Zbyt duże obciążenie (za duży moment obrotowy); • Stosowanie za niskich prędkości obrotowych i dużych

Jak zaradzać zapobiegać • Sprawdzić zalecenia wytwórcy dot. Zalecanych obciążeń i prędkości obrotowych;

• niekiedy pomaga stosowanie wysokociśnieniowych środków smarnych wolnych od substancji powodujących korozję

e) Łuszczenie się powierzchni - Odrywanie się relatywnie dużych kawałków ( powierzchni zęba, typowe w przypadku kół hartowanych

Przyczyna • Zbyt ostre przejście pomiędzy warstwą utwardzoną a miękką warstwa pod spodem; • Lokalny defekt metalurgiczny; • Jest zazwyczaj następstwem pittingu

Jak zaradzać zapobiegać • stosowanie wysokociśnieniowych środków smarnych może opóźnić rozwój uszkodzeń;

• Skonsultować przypadki z wytwórcą kół; • Badania struktury warstwy wierzchniej materiału

f) Zacieranie powierzchni ( scoring, scuffing, seizing, galling) - ostre usuwanie metalu z powierzchni zębów wywalane bezpośrednim kontaktem metal-metal powierzchni współ pracujących zębów; • Powstawanie zadziorów w kierunku ześlizgiwania się powierzchni kół; • Rodzaje: Zacieranie ślizgowe i ostre zacieranie

Przyczyna •Nie współosiowość kół zębatych; •Źle dobrany olej; •Praca na sucho bez oleju

Jak zaradzać zapobiegać • Sprawdzić osiowość kół zębatych; • Sprawdzić poziom; • Sprawdzić gatunek oleju

g) Pęknięcie - wyłamanie - Defekt wywoływany przez propagację mikroskopijnych wad (skaz) w głąb materiału pod wpływem obciążeń cyklicznych. Częściej występuje w kołach hartownych

Przyczyna • Jest efektem niewłaściwego procesu wytwarzania np. szlifowania , obróbki cieplnej; • Zazwyczaj prowadzi do wyłamania zęba

Jak zaradzać zapobiegać • w przypadku przekładni odpowiedzialnych wysokoobrotowych pracujących w wysokich temperaturach –sprawdzić rozmiar metodami penetracyjnymi lub magnetycznymi; • Skonsultować przypadki z wytwórcą kół

18. Identyfikacja niesprawności przekładni na podstawie składu widmowego drgań przekładni zębatej.

Źródła drgań w przekładniach: •Wały niewyważenie, luzy, nieosiowość; • Koła zębate - okresowo zmienna liczba zębów w przyporze powoduje powstawanie drgań parametrycznych (z modulacjami); • Łożyska zużycie uszkodzenia; • Przepływy medium smarującego (niewielki udział)

Postać i intensywność drgań zależy głównie od: • konstrukcji przekładni; • błędów (defektów) wykonawczych; • błędów montażowych; • uszkodzeń eksploatacyjnych; • parametrów eksploatacyjnych - obciążenia; • smarowania

Pasma: wały – 10-100Hz, zazębienie – 100-3500Hz, łożyska – 3,5-10kHz

Struktura drgań przekładni dla przekładni jednostopniowej o zębach prostych i liczbie zębów kół z1 i z2, widmo drgań powinno zawierać składowe związane z: • niewyważeniem wału wolnoobrotowego - fo1; • niewyważeniem wału szybkoobrotowego - fo2; • nieosiowością lub mimośrodowością wałów i kół (kilka nadharmonicznych n fo1 oraz nfo2 , gdzie n= 1,2,3...);

• zazębieniem fz = z1 fo1 = z1 fo1 ( aż do piątej nadharmonicznej ) wraz z bocznymi wstęgami modulacyjnymi

19. Metody badań diagnostycznych: wizualna, penetracyjna, magnetyczno proszkowa, wiroprądowa, ultradźwiękowa, radiograficzna (zasada metody, do jakich rodzajów wad i materiałów można je stosować, rozmiary wykrywanych wad; zalety, wady, ograniczenia metod).

a) Badania wizualne - to proces obserwacji prowadzonej nieuzbrojonym okiem lub przy użyciu różnych zestawów pomocniczych. Cel badań: – sprawdzenie czy badany obiekt spełnia wymagania zawarte w normach przepisach warunkach technicznych; – Badania wizualne obejmują również pomiar rozmiarów wad lub uszkodzeń elementu czy badanego urządzenia. Należą do metod: • badań nieniszczących NDT (Non - destructive Testing); • badań powierzchniowych wykrywanie najbardziej niebezpiecznych nieciągłości ( np. płaskich lub wąskoszczelinowych); • stosowane są zazwyczaj jako badania wstępne przed badaniami objętościowymi (np. ultradźwiękowymi lub radiograficznymi)

Bezpośredni ogląd elementu lub zdalny wnętrza maszyny przez układ optyczny lub wideo skop. Zastosowanie: nieruchome elementy konstrukcji, maszyny (konieczne zatrzymanie maszyny). Możliwe wykrywanie wad powierzchniowych. Kontrola obiektów wykonanych z różnych materiałów. Istotne oświetlenie obiektu i predyspozycje i doświadczenie badacza. Rozmiary wykrywanych nieciągłości powierzchniowych: - głębokość do 0,1 mm; - szerokość 0,01 ( 0,001 – 0,0005 mm); - długość 0,1 mm (0,3 mm).

b) Metoda penetracyjna należy do metod badań nieniszczących NDT uzupełnienie badań wizualnych Metoda oparta jest na: • wnikaniu penetranta (cieczy o małym napięciu powierzchniowym która zawiera barwne pigmenty ) do cienkich nieciągłości (np. pęknięć); • wysysaniu penetranta przez tzw. wywoływacz (biały pigment w postaci suchego proszku, zawiesiny, roztworu wodnego lub bezwodnego - na bazie rozpuszczalnika); • tworzenie wskazań nieciągłości dzięki oddziaływaniu penetranta z wywoływaczem. Wnikanie w wady (pęknięcia)penetrantów -widzialnych lub fluoryzujących w świetle UV Zastosowanie: nieruchome elementy konstrukcji, maszyny (konieczne zatrzymanie maszyny) Możliwe wykrywanie wad powierzchniowych rzędu milimetrów: -szerokość: 1 mm; – głębokość: 10 mm; – długość : 1 mm Stan powierzchni badanych obiektów: – gładkie; – chropowate; – porowate Metoda Penetracyjna umożliwia

kontrolę obiektów, które nie mogą być badane – metodami magnetycznymi (nieferromagnetyki) – metodami wiroprądowymi (materiały nieprzewodzące prąd)

c) Badania magnetyczne Stosowane metody badań • metoda magnetyczno – proszkowa z zastosowaniem do detekcji wad proszków i zawiesin magnetycznych; • metoda pomiarowa (w której wykorzystuje się przetworniki pola magnetycznego)

Zasada: Koncentracja proszku ferromagnetycznego w okolicy wad i uszkodzeń

-Zastosowanie: nieruchome elementy konstrukcji, maszyny(konieczne zatrzymanie maszyny)

-Możliwe wykrywanie wad powierzchniowych i podpowierzchniowych elementów wykonanych z materiałów ferromagnetycznych • Lokalizacja wady obecność strumienia rozproszenia • Oszacowanie rozmiaru wady – informacja zawarta jest w wartości (amplitudzie SMR) • Ograniczenia metody – stosowana jedynie do materiałów ferromagnetycznych • Zaleta – może być stosowana do obiektów o surowej powierzchni.

Rozmiary wykrywanych wad: -Głębokości od 0,1 mm do ok.. 2-3 mm; -Szerokość wady: od 0,001 mm ( 0.0005 mm); -Długość od : 0,3 mm

d) Badania wiroprądowe -Zmiana amplitudy i fazy prądu w okolicy wad i uszkodzeń -Zastosowanie: nieruchome elementy konstrukcji, maszyny (konieczne zatrzymanie maszyny) -Możliwe wykrywanie wad powierzchniowych i podpowierzchniowych elementów wykonanych z materiałów przewodzących prąd.

e) Defektoskopia ultradźwiękowa Stosowane metody: -ECHA; -PRZEJŚCIA; -TOFD

Analizowane jest: tłumienie , odbicie rozproszenie wiązki fali sprężystej ultradźwiękowej wnikającej w badany obiekt. Lokalizacja wad na podstawie czasu przejścia fali i skanowania powierzchni obiektu. Zastosowanie: nieruchome elementy konstrukcji, maszyny; wykrywanie wad wewnętrznych materiału pomiary grubości pomiary naprężeń w elementach konstrukcji. Da badań metali najczęściej stosowane są głowice o częstotliwości w 2-6 MHz

Detekcja i lokalizacja źródeł sygnału ultradźwiękowego

Pojawienie emisji sygnałów w paśmie ultradźwiękowym związane jest często z intensyfikacją procesów tarciowych w parach kinematycznych, kawitacji, przepływom o charakterze turbulentnym nieszczelnościom w instalacjach hydraulicznych i pneumatycznych innych.

Systemy pomiarowe – detektory ultradźwiękowe wyposażane są w pelengatory kierunkowe (np. anteny paraboliczne, mikrofony kierunkowe lub sondy ultradźwiękowe dotykowe).

Urządzenia te dokonują konwersji sygnałów ultradźwiękowych do pasma słyszalnego. Możliwe jest namierzenie (lokalizacja źródła ) oraz pomiar intensywności emisji ultradźwięków.

f) Metody radiograficzne

•RADIOGRAFIA radiografia rentgenowska, gammagrafia, radiografia neutronowa i protonowa, radiografia barwna, radiografia na papierach kseroradigrafia, radiografia projekcyjna, mikroradiografia, stereoradiograia, tomografia, radiokinematografia;

•RADIOSKOPIA ekrany fluoroskopowe fluoroskopia telewizyjna; • FLUORORAFIA • TECHNIKI RADIOMETRYCZNE defektometria, pomiary grubości tomografia komputerowa

Radiografia : rentgenowska, izotopowa, neutronowa

CECHY: Zasada: tłumienie , odbicie rozproszenie wnikającego promieniowania lub strumienia neutronów na wadach. Zastosowanie: nieruchome elementy konstrukcji, maszyn. Możliwe wykrywanie wad wewnętrznych materiału pęknięć, rzadzizn (w spawach odlewach). Metoda może być stosowana do badań obiektów wykonanych z materiałów przewodzących i nieprzewodzących prąd elektryczny.